Pe parcursul unei istorii relativ scurte a vehiculelor blindate (BTT) ale forțelor terestre, care are o vechime de aproximativ o sută de ani, natura conduitei ostilităților s-a schimbat în mod repetat. Aceste schimbări au avut un caracter cardinal - de la războiul „pozițional” la cel „mobil” și, mai departe, la conflictele locale și operațiunile antiteroriste. Natura operațiunilor militare propuse este decisivă în formarea cerințelor pentru echipamentul militar. În consecință, clasamentul principalelor proprietăți ale BTT s-a schimbat, de asemenea. Clasica combinație „putere de foc - apărare - mobilitate” a fost actualizată în mod repetat, completată cu componente noi. În prezent, a fost stabilit punctul de vedere, potrivit căruia se acordă prioritate securității.
O extindere semnificativă a gamei și a capacităților vehiculelor anti-blindate (BTT) a făcut din supraviețuirea sa cea mai importantă condiție pentru îndeplinirea unei misiuni de luptă. Asigurarea supraviețuirii și (într-un sens restrâns) a protecției BTT se bazează pe o abordare integrată. Nu pot exista mijloace universale de protecție împotriva tuturor amenințărilor moderne posibile, prin urmare, diferite instalații de protecție sunt instalate pe instalațiile BTT, care se completează reciproc. Până în prezent, au fost create zeci de structuri, sisteme și complexe pentru scopuri de protecție, variind de la armuri tradiționale la sisteme active de protecție. În aceste condiții, formarea compoziției optime a protecției complexe este una dintre cele mai importante sarcini, a căror soluție determină în mare măsură perfecțiunea mașinii dezvoltate.
Soluția la problema integrării mijloacelor de protecție se bazează pe analiza potențialelor amenințări în condițiile asumate de utilizare. Și aici este necesar să revenim la faptul că natura ostilităților și, în consecință, „costumul reprezentativ al armelor antitanc”
comparat, să zicem, cu al doilea război mondial. În prezent, cele mai periculoase pentru BTT sunt două grupuri de mijloace opuse (atât în ceea ce privește nivelul tehnologic, cât și metodele de aplicare) - armele de precizie (OMC), pe de o parte, și armele de corp și minele, pe de altă parte. Dacă utilizarea OMC este tipică pentru țările foarte dezvoltate și, de regulă, duce la rezultate destul de rapide în distrugerea grupurilor de vehicule blindate inamice, atunci utilizarea pe scară largă a minelor, a dispozitivelor explozive improvizate (SBU) și a lansatoarele de grenade tanc de diferite formațiuni armate sunt de natură pe termen lung. Experiența operațiunilor militare americane în Irak și Afganistan este foarte indicativă în acest sens. Considerând că astfel de conflicte locale sunt cele mai tipice pentru condițiile moderne, ar trebui admis că minele și armele de corp la corp sunt cele mai periculoase pentru BTT.
Nivelul de amenințare reprezentat de mine și dispozitive explozive improvizate este bine ilustrat de datele generalizate privind pierderile de echipamente ale armatei SUA în diferite conflicte armate (Tabelul 1).
Analiza dinamicii pierderilor ne permite să afirmăm fără echivoc că componenta de acțiune împotriva minelor a protecției complexe a vehiculelor blindate este deosebit de relevantă astăzi. Asigurarea protecției împotriva minelor a devenit una dintre principalele probleme cu care se confruntă dezvoltatorii de vehicule militare moderne.
Pentru a determina modalitățile de asigurare a protecției, în primul rând, este necesar să se evalueze caracteristicile celor mai probabile amenințări - tipul și puterea minelor și dispozitivelor explozive utilizate. În prezent, au fost create un număr mare de mine antitanc eficiente, care diferă, printre altele, prin principiul acțiunii. Acestea pot fi echipate cu siguranțe cu acțiune de împingere și senzori multicanal - magnetometrică, seismică, acustică etc. capacitatea de piercing.
Specificul conflictelor militare luate în considerare nu implică prezența minelor „high-tech” în posesia inamicului. Experiența arată că, în majoritatea cazurilor, se folosesc minele, și mai des SBU, de acțiune explozivă cu siguranțe radio controlate sau de contact. Un exemplu de dispozitiv exploziv improvizat cu o siguranță simplă de tip push este prezentat în Fig. 1.
tabelul 1
Recent, în Irak și Afganistan, au existat cazuri de utilizare a dispozitivelor explozive improvizate cu elemente izbitoare de tip „nucleu de șoc”. Apariția unor astfel de dispozitive este un răspuns la creșterea protecției BTT împotriva minelor. Deși, din motive evidente, este imposibil să se fabrice un ansamblu cumulativ de înaltă calitate și extrem de eficient cu „mijloace improvizate”, totuși, capacitatea de perforare a blindajelor acestor SBU-uri este de până la 40 mm de oțel. Acest lucru este suficient pentru a învinge în mod fiabil vehiculele ușor blindate.
Puterea minelor și a SBU utilizate depinde într-o mare măsură de disponibilitatea anumitor explozivi (explozivi), precum și de posibilitățile de așezare a acestora. De regulă, IED se realizează pe baza de explozivi industriali, care, la aceeași putere, au o greutate și un volum mult mai mare decât explozivii „de luptă”. Dificultățile în așezarea ascunsă a unor astfel de IED voluminoase le limitează puterea. Datele privind frecvența utilizării minelor și IED-urilor cu diferiți echivalenți TNT, obținute ca urmare a generalizării experienței operațiunilor militare americane din ultimii ani, sunt date în tabel. 2.
masa 2
Analiza datelor prezentate arată că mai mult de jumătate din dispozitivele explozive utilizate în timpul nostru au echivalente TNT de 6-8 kg. Această gamă ar trebui recunoscută ca fiind cea mai probabilă și, prin urmare, cea mai periculoasă.
Din punctul de vedere al naturii înfrângerii, există tipuri de sablare sub fundul mașinii și sub roată (omidă). Exemple tipice de leziuni în aceste cazuri sunt prezentate în Fig. 2. În caz de explozii sub fund, este foarte probabil ca integritatea (ruperea) corpului și distrugerea echipajului atât din cauza sarcinilor dinamice care depășesc cele maxime admise, cât și din cauza impactului unei unde de șoc și a fragmentării fluxul este foarte probabil. Sub explozii de roți, de regulă, mobilitatea vehiculului se pierde, dar principalul factor care afectează echipajul este doar sarcinile dinamice.
Fig 1. Dispozitiv exploziv improvizat cu siguranță tip push
Abordările pentru asigurarea protecției BTT împotriva minelor sunt determinate în primul rând de cerințele de protecție a echipajului și numai în al doilea rând - de cerințele pentru menținerea operabilității vehiculului.
Menținerea operabilității echipamentului intern și, în consecință, a capacității tehnice de luptă, poate fi asigurată prin reducerea sarcinilor de șoc pe acest echipament și punctele sale de fixare. Cel mai
critice în acest sens sunt componentele și ansamblurile fixate pe partea inferioară a mașinii sau în cadrul deviației dinamice maxime posibile a fundului în timpul sablării. Numărul de puncte de fixare pentru echipamente în partea de jos ar trebui să fie minimizat pe cât posibil, iar aceste noduri ar trebui să aibă elemente absorbante de energie care să reducă sarcinile dinamice. În fiecare caz, designul punctelor de atașare este original. În același timp, din punctul de vedere al designului inferior, pentru a asigura operabilitatea echipamentului, este necesar să se reducă deviația dinamică (să crească rigiditatea) și să se asigure reducerea maximă posibilă a sarcinilor dinamice transmise către punctele de fixare ale echipamentului intern.
Întreținerea echipajului poate fi realizată dacă sunt îndeplinite o serie de condiții.
Prima condiție este reducerea la minimum a sarcinilor dinamice transmise în timpul detonării către punctele de atașare ale scaunelor echipajului sau ale trupei. Dacă scaunele sunt atașate direct la partea inferioară a mașinii, aproape toată energia acordată acestei secțiuni a părții inferioare va fi transferată în punctele lor de atașare, prin urmare
sunt necesare ansambluri de scaune cu absorbție de energie extrem de eficiente. Este important ca asigurarea protecției la o putere mare de încărcare să devină discutabilă.
Când scaunele sunt fixate pe părțile laterale sau pe acoperișul corpului, unde zona deformărilor locale "explozive" nu se extinde, doar acea parte a sarcinilor dinamice care sunt distribuite caroseriei în ansamblu sunt transferate în punctele de fixare. Având în vedere masa semnificativă a vehiculelor de luptă, precum și prezența unor factori precum elasticitatea suspensiei și absorbția parțială a energiei datorită deformării locale a structurii, accelerațiile transmise către laturile și acoperișul corpului vor fi relativ mici.
A doua condiție pentru menținerea capacității de lucru a echipajului este (ca în cazul echipamentelor interne) excluderea contactului cu fundul la deviația dinamică maximă. Acest lucru poate fi realizat pur constructiv - obținând spațiul necesar între fundul și podeaua compartimentului locuibil. Creșterea rigidității fundului duce la scăderea acestei distanțe necesare. Astfel, performanța echipajului este asigurată de scaune speciale de absorbție a șocurilor fixate în locuri îndepărtate de zonele de aplicare posibilă a încărcăturilor explozive, precum și prin eliminarea contactului echipajului cu fundul la o deviere dinamică maximă.
Un exemplu de implementare integrată a acestor abordări de protecție împotriva minelor este clasa relativ recentă emergentă a vehiculelor blindate MRAP (Mine Resistant Ambush Protected), care au o rezistență crescută la dispozitive explozive și la focul armelor mici (Fig. 3) …
Figura 2. Natura înfrângerii vehiculelor blindate atunci când se subminează sub fund și sub roată
Trebuie să aducem un omagiu celei mai mari eficiențe arătate de Statele Unite, cu care au fost organizate dezvoltarea și furnizarea unor cantități mari de astfel de mașini către Irak și Afganistan. Un număr destul de mare de companii au fost încredințate acestei sarcini - Force Protection, BAE Systems, Armor Holdings, Oshkosh Trucks / Ceradyne, Navistar International etc. Acest lucru a predeterminat o reducere semnificativă a flotei MRAR, dar în același timp a făcut posibilă livrați-le în cantitățile necesare într-un timp scurt.
Caracteristicile comune ale abordării de asigurare a protecției împotriva minelor pe mașinile acestor companii sunt forma rațională în formă de V a părții inferioare a corpului, rezistența crescută a fundului datorită utilizării plăcilor groase de blindaj din oțel și a utilizării obligatorii a scaune speciale absorbante de energie. Protecția este asigurată numai pentru modulul locuibil. Tot ceea ce este „în exterior”, inclusiv compartimentul motorului, fie nu are deloc protecție, fie este slab protejat. Această caracteristică îi permite să reziste subminării
IED suficient de puternice datorită distrugerii ușoare a compartimentelor și ansamblurilor „exterioare” cu minimizarea transmiterii impactului asupra modulului locuibil (Fig. 4). Soluții similare sunt implementate atât pe mașinile grele, de exemplu, Ranger de la Universal Engineering (Fig. 5), și pe lumină, inclusiv IVECO 65E19WM. Cu o raționalitate evidentă în condiții de masă limitată, această soluție tehnică încă nu asigură supraviețuirea ridicată și păstrarea mobilității cu dispozitive explozive relativ slabe, precum și bombardarea gloanțelor.
Orez. 3. Vehiculele blindate din clasa MRAP (Mine Resistant Ambush Protected) au o rezistență crescută la dispozitivele explozive și la focul armelor mici
Orez. 4. Desprinderea roților, a centralei electrice și a echipamentului extern din compartimentul echipajului atunci când o mașină este aruncată în aer de o mină
Orez. 5. Vehicule blindate grele din familia Ranger din Universal Engineering
Orez. 6 Vehicul din familia Typhoon cu un nivel crescut de rezistență la mine
Simplă și fiabilă, dar nu cea mai rațională din punct de vedere al greutății, este utilizarea oțelului cu plăci grele pentru a proteja fundul. Structurile de fund mai ușoare cu elemente absorbante de energie (de exemplu, piese tubulare hexagonale sau dreptunghiulare) sunt încă utilizate foarte limitat.
Mașinile familiei Typhoon (Fig. 6), dezvoltate în Rusia, aparțin, de asemenea, clasei MRAP. În această familie de vehicule, sunt implementate aproape toate soluțiile tehnice cunoscute în prezent pentru a asigura protecția împotriva minelor:
- fund în formă de V, - fundul multistrat al compartimentului echipajului, bazinul meu, - podea interioară pe elemente elastice, - amplasarea echipajului la distanța maximă posibilă de cel mai probabil loc de detonare;
- unități și sisteme protejate de impactul direct al armelor;
- scaune absorbante de energie cu centuri de siguranță și tetiere.
Munca asupra familiei Typhoon este un exemplu de cooperare și o abordare integrată pentru rezolvarea problemei asigurării securității în general și a rezistenței la mine în special. Dezvoltatorul principal al protecției mașinilor create de uzina de automobile Ural este OAO NII Stali. Dezvoltarea configurației și a structurii generale a cabinelor, a modulelor funcționale, precum și a scaunelor absorbante de energie a fost realizată de SA „Evrotechplast”. Pentru a efectua simularea numerică a impactului exploziei asupra structurii vehiculului, au fost implicați specialiști de la Sarov Engineering Center LLC.
Abordarea actuală a formării protecției împotriva minelor include mai multe etape. În prima etapă, se realizează modelarea numerică a impactului produselor explozive asupra unui proiect schițat. Mai mult, configurația externă și proiectarea generală a paleților de fund, anti-mină sunt clarificate și structura lor este în curs de elaborare (dezvoltarea structurilor este realizată mai întâi prin metode numerice și apoi testată pe fragmente prin detonare reală).
În fig. 7 prezintă exemple de modelare numerică a impactului unei explozii asupra diferitelor structuri ale structurilor de acțiune a minelor, efectuate de SA „Institutul de cercetare a oțelului” în cadrul lucrărilor la noi produse. După finalizarea proiectării detaliate a mașinii, sunt simulate diferite opțiuni pentru subminarea acesteia.
În fig. 8 prezintă rezultatele simulărilor numerice ale detonării vehiculului Typhoon efectuate de Sarov Engineering Center LLC. Pe baza rezultatelor calculelor, se fac modificările necesare, ale căror rezultate sunt deja verificate prin teste reale de detonare. Această abordare cu mai multe etape permite evaluarea corectitudinii soluțiilor tehnice în diferite etape ale proiectării și, în general, reducerea riscului de erori de proiectare, precum și alegerea soluției cele mai raționale.
Orez. 7 Imagini ale stării deformate a diferitelor structuri de protecție în simularea numerică a impactului unei explozii
Orez. 8 Imaginea distribuției presiunii în simularea numerică a exploziei mașinii "Typhoon"
O caracteristică comună a vehiculelor blindate moderne create este modularitatea majorității sistemelor, inclusiv a celor de protecție. Acest lucru face posibilă adaptarea de noi eșantioane de BTT la condițiile de utilizare preconizate și, dimpotrivă, în absența oricăror amenințări pentru a evita nejustificate
cheltuieli. În ceea ce privește protecția împotriva minelor, o astfel de modularitate face posibilă reacția rapidă la posibilele modificări ale tipurilor și puterilor dispozitivelor explozive utilizate și rezolvarea eficientă a uneia dintre principalele probleme de protejare a vehiculelor blindate moderne cu costuri minime.
Astfel, cu privire la problema examinată, se pot trage următoarele concluzii:
- una dintre cele mai grave amenințări la adresa vehiculelor blindate în cele mai tipice conflicte locale de astăzi sunt minele și IED, care reprezintă mai mult de jumătate din pierderile de echipamente;
- pentru a asigura o protecție ridicată a BTT împotriva minelor, este necesară o abordare integrată, care să includă atât aspectul, cât și proiectarea, soluțiile „circuitului”, precum și utilizarea echipamentelor speciale, în special a scaunelor echipajului absorbante de energie;
- Modelele BTT cu protecție ridicată împotriva minelor au fost deja create și sunt utilizate în mod activ în conflictele moderne, ceea ce face posibilă analiza experienței utilizării lor în luptă și determinarea modalităților de îmbunătățire a designului lor.
